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문제 정의
- 하지만 동시에 게임을 활용한 수학학습을 운영하면서 발생하는 콘텐츠 상의 오류, 멀티미디어 확보의 어려움 등을 문제점으로 꼽았다. 또한 게임 자체를 학습하게 되는 문제점에 대해서도 지적하였다. 따라서 G-러닝 콘텐츠의 개발과 적용에 있어서 이 부분의 보완을 위한 보다 심층적인 연구를 지속할 필요가 있다.
- 본 연구는 G-러닝 콘텐츠를 활용하여 기초셈하기를 한 후의 학생들의 학습 효과에 대하여 분석하였다. 연구 결과 덧셈문제에 대한 정답률이 다른 연산에 비해 높았으며, 곱셈과 나눗셈의 혼합계산이더라도 곱셈구구를 활용한 문제에서는 높은 정답률을 보였다.
- 본 연구에서는 교육환경의 변화에 맞추어 2012년에 서울시교육연구정보원에서 개발한 기초학습부진 학생을 위한 기초셈하기 G-러닝 콘텐츠의 효과성을 학생들의 수학 학업성취도 및 학생, 학부모, 교사의 프로그램에 대한 태도 및 만족도를 분석함으로써 효과성을 검증하고 시사점을 제시하였다.
- 따라서 셈하기는 기본적인 사회생활을 할 수 있도록 수 개념과 그와 관련된 사칙 계산 능력 배양에 중점을 두어 자연스런 실생활의 문제 상황을 바르게 해결하도록 해야 한다. 본 연구에서는 기초학습부진 학생들이 관심을 가지고 참여할 수 있는 게임을 활용한 기초 셈하기인 자연수의 기본 사칙연산을 중심으로 한 학습이 학생들의 연산 능력 및 수학에 대한 태도에 어떤 영향을 줄 수 있는지 알아보았다.
제안 방법
- 1차로 제작된 문항을 바탕으로 수학교육 전문가에게 자문을 구했으며 서울 C초등학교 기초셈하기 부진 학생 4명을 대상으로 예비 평가를 실시하였다. 사전·사후 동형성 유지를 위하여 영역별 문항의 유형 및 난도를 유지하였다.
- G-러닝 콘텐츠 효과성을 알아보기 위해 연구참여자를 대상으로 기초셈하기 사전평가를 실시하였고 약 1개월 반 동안의 G-러닝 학습 후 사후평가를 실시하였다. G-러닝 학습은 방과 후 컴퓨터실이나 가정에서 PC나 태블릿PC를 활용하여 학습할 수 있도록 하였으며 각 학급별로 지도교사를 선정하여 학생들이 학습하는 동안 학습의 진도 및 학생들의 태도를 관찰기록 하도록 하였다.
- G-러닝을 통한 수학학습의 만족도를 알아보고자 학부모 및 교사를 대상으로도 설문조사를 실시하였으며 세부적인 문항구성은 , 과 같다.
- 초등학교 3학년은 덧셈과 뺄셈이 완성되는 단계이므로 해당 영역의 문항 수에 상대적으로 더 많은 비중을 두었다. 또한 대부분의 학생들이 덧셈 보다는 뺄셈을, 곱셈보다는 나눗셈을 어려워하는 점도 고려하여 덧셈 6문항, 뺄셈 7문항, 덧셈 뺄셈 혼합산 1문항, 곱셈 3문항, 나눗셈 8문항으로 구성하였다.
- G-러닝 학습은 방과 후 컴퓨터실이나 가정에서 PC나 태블릿PC를 활용하여 학습할 수 있도록 하였으며 각 학급별로 지도교사를 선정하여 학생들이 학습하는 동안 학습의 진도 및 학생들의 태도를 관찰기록 하도록 하였다. 또한 정의적 영역에 대한 변화와 콘텐츠 만족도를 측정하고자 학습 60% 이상의 진도 이후에 온라인 설문조사를 실시하였다.
- 평가문항은 초등학교 3학년 수준의 기초셈하기에 한정하였고 한국교육과정평가원에서 2008년에 개발한 기초학력진단 평가문항을 참고하여 1차로 현장교사가 문항을 제작하였다. 문항 제작시 제7차 개정 수학과 교육과정을 참고하여 수와 연산 영역 중 평가문항을 선정하였다. 초등학교 3학년은 덧셈과 뺄셈이 완성되는 단계이므로 해당 영역의 문항 수에 상대적으로 더 많은 비중을 두었다.
- 본 연구에서 사용한 수학적 성향 검사는 실험집단이 G-러닝 콘텐츠 학습 후 수학에 대한 정의적 특성이 어느 정도 변화되었는지를 알아보기 위해 콘텐츠 수행의 마지막에 실시하였다. 수학에 대한 정의적 특성은 학자들마다 정의 및 표기하는 방식이 다르다.
- 본 연구에서 사용한‘명탐정과 數상한 마을’게임은 [그림 1]에서 제시한 것과 같이 기초학력 미달학생의 특성을 고려하여 학생들이 재미있게 게임에 몰입하면서 기초셈하기를 자연스럽게 익히도록 하였다.
- 박선화 등(2010)은 대학교수 및 현장교사, 학생들을 대상으로 델파이 연구를 실시하였고, 정의적 특성의 관련 요소들에 관련 설문 문항을 흥미, 자신감, 가치인식, 자기조절력, 수학불안의 범주로 조직하였다. 본 연구에서는 박선화 등(2010)의 문항을 참고하되 설문 대상이 기초 셈하기가 부족한 3~6학년 학생들이라는 점을 고려하여 연구 내용을 재구성하였다. 그리고 G-러닝 콘텐츠 자체에 대한 만족도 조사를 위해 김회수 등(2011)이 디지털교과서 효과성 검증을 위해 개발한 문항 중 일부를 반영하였다.
- 본 연구에서의 사용한 게임은 [그림 2]에서 보여주는 것과 같이 일반적으로 게임의 부정적인 요소인 경쟁, 폭력, 선정성, 과시욕, 중독성 등은 최소화하고 긍정적인 요소인 재미, 보상, 성취감, 도전, 몰입 등을 극대화하여 게임을 기반으로 한 모험형 프로그램으로 개념 및 반복학습을 가능하도록 하였다. 이 게임은 [그림 2]에서와 같이 게임이라는 환경 속에서 주어진 리퀘스트를 해결해 가면서 자연스럽게 연산학습을 지루하지 않게 반복적으로 학습할 수 있도록 하고 있다.
- 객관적이고 정확한 설문이 이루어질 수 있도록 교사는 학생들이 설문 작성 전에 취지를 간단히 설명하고 진지한 분위기에서 성실히 설문에 응답할 수 있도록 유도하고, 학부모들에게도 설문의 취지를 이해하여 성실히 답변할 수 있도록 하였다. 설문은 기초학력관리시스템 내의 G-러닝 콘텐츠 활용 메인 화면 팝업창에서 실시하도록 하였고, 학부모의 설문은 가정에서 실시 또는 설문지 배부 후 교사가 입력하도록 하였다.
- 이들을 대상으로 사전에‘게임습관자가진단검사’를 실시해 과몰입군 또는 과몰입위험군인 학생의 경우 효과성 검증반에서 제외하도록 하였다.
- 사전·사후 동형성 유지를 위하여 영역별 문항의 유형 및 난도를 유지하였다. 자문단의 의견과 예비 평가의 결과를 바탕으로 난이도 및 문항을 수정하여 각각 25문항으로 사전･사후검사는 평가요소 및 난이도가 동일하게 최종 문항을 제작하였다.
- 평가문항은 초등학교 3학년 수준의 기초셈하기에 한정하였고 한국교육과정평가원에서 2008년에 개발한 기초학력진단 평가문항을 참고하여 1차로 현장교사가 문항을 제작하였다. 문항 제작시 제7차 개정 수학과 교육과정을 참고하여 수와 연산 영역 중 평가문항을 선정하였다.
- ･ 학생들에게 검사실시의 간단한 취지를 설명하고, 가능한 긴장하지 않고 자발적으로 평가에 임할 수 있도록 유도하고, 학생들이 G-러닝 콘텐츠의 사용을 마친 후 일주일안에 사후평가를 실시하였다.
- ･ 학생들이 G-러닝 콘텐츠를 사용하기 전 일주일 내에 진단평가를 실시하고 3학년 이하 학생은 20분 동안, 4학년 이상 학생은 25분 동안 주어진 25개의 문항을 풀도록 하였다.
대상 데이터
- 교사는 총 31명 중 29명이 설문에 참여하였으며 G-러닝 콘텐츠의 효과 및 만족도에 대해 설문을 통해 알아본 결과는 다음과 같다.
- 이들을 대상으로 사전에‘게임습관자가진단검사’를 실시해 과몰입군 또는 과몰입위험군인 학생의 경우 효과성 검증반에서 제외하도록 하였다. 그 결과 1차로 선발된 총 154명의 학생 중 과몰입군에 해당하는 학생 2명과 사전･사후검사를 실시하지 않은 6명을 제외하고 최종적으로 146명의 학생을 연구참여자로 선정하였다.
- 본 연구를 수행하기 위하여 서울시교육청 산하 초등학교에 재학 중인 학생을 대상으로 담임교사 및 부진학생 전담교사의 평가에 의해 기초셈하기 부진학생을 선정하였다. 부진 학생들의 선정은 공문을 통해 각 교육청별로 수학 부진 학생들을 지도하고 있는 교사들에게 본 연구의 취지를 설명하고 자원을 받아서 각 교육청별로 안배를 하여 11개 지역교육청 소속 학교가 골고루 포함되도록 선정하였다.
- 본 연구를 수행하기 위하여 서울시교육청 산하 초등학교에 재학 중인 학생을 대상으로 담임교사 및 부진학생 전담교사의 평가에 의해 기초셈하기 부진학생을 선정하였다. 부진 학생들의 선정은 공문을 통해 각 교육청별로 수학 부진 학생들을 지도하고 있는 교사들에게 본 연구의 취지를 설명하고 자원을 받아서 각 교육청별로 안배를 하여 11개 지역교육청 소속 학교가 골고루 포함되도록 선정하였다.
- 정의적 영역에 대한 분석을 하고자 학생 154명을 대상으로 설문조사를 실시했으며 그 결과는 다음과 같다.
- 학부모 154명이 설문에 참여하였으며 G-러닝 콘텐츠의 효과 및 만족도에 대해 설문을 통해 알아본 결과는 다음과 같다.
- 학생이 학습할 게임의 수는 221개로 이 중 146명의 학생들이 수행한 퀘스트를 분석하였다. 대부분의 학생들이 60%이상 퀘스트를 수행하였으며 90%이상 수행한 학생들도 46명이 되었다.
이론/모형
- 본 연구에서는 박선화 등(2010)의 문항을 참고하되 설문 대상이 기초 셈하기가 부족한 3~6학년 학생들이라는 점을 고려하여 연구 내용을 재구성하였다. 그리고 G-러닝 콘텐츠 자체에 대한 만족도 조사를 위해 김회수 등(2011)이 디지털교과서 효과성 검증을 위해 개발한 문항 중 일부를 반영하였다. 최종적으로 완성된 18개의 문항은 <표 1>과 같다.
성능/효과
- 마지막으로 교사들이 G-러닝 콘텐츠를 활용한 수업을 하면서 좋았던 점이나 개선할 점으로 일반 수학수업과 병행하며 학생들이 연산노트를 사용할 수 있도록 하고, 학생들이 즐거워하는 모습이 보기 좋았고, 미니게임의 난이도 조정이 필요하다고 제안하였다. 그리고 학교 및 가정에서 학생들이 자기주도적으로 학습할 수 있도록 꿀맛닷컴 연계하여 온라인상담 등을 운영하면 좋겠고, 콘텐츠 상의 오류 수정에 대한 제안이 있었다.
- 사전･사후검사 문항별 정답률 분석결과 사전검사에서 정답률이 가장 높았던 7개 문항은 1, 2, 3, 4, 5, 18, 21번이였고, 사후검사에서 정답률이 가장 높았던 7개 문항은 1, 2, 4, 13, 18, 20, 21번이였다. 사전･사후검사에서 정답률이 가장 낮았던 5개 문항은 11, 12, 15, 22, 25번으로 일치하였다.
- 7점으로 약 15점이 상승하였다. 사전･사후검사 평균의 차를 유의 수준 1%에 대하여 대응표본 t-검정한 결과 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다.
- 본 연구는 G-러닝 콘텐츠를 활용하여 기초셈하기를 한 후의 학생들의 학습 효과에 대하여 분석하였다. 연구 결과 덧셈문제에 대한 정답률이 다른 연산에 비해 높았으며, 곱셈과 나눗셈의 혼합계산이더라도 곱셈구구를 활용한 문제에서는 높은 정답률을 보였다. 유일하게 덧셈과 뺄셈의 혼합계산에서 그 효과가 부정적으로 나타났다.
- 연구 결과 덧셈문제에 대한 정답률이 다른 연산에 비해 높았으며, 곱셈과 나눗셈의 혼합계산이더라도 곱셈구구를 활용한 문제에서는 높은 정답률을 보였다. 유일하게 덧셈과 뺄셈의 혼합계산에서 그 효과가 부정적으로 나타났다. 따라서 복잡한 덧셈과 뺄셈의 혼합 계산에서 프로그램을 어떻게 구성하는 것이 효과적일지에 대한 심층적인 분석이 필요하다.
- 이를 통해 G러닝 콘텐츠를 활용한 학습은 수학적 개념을 공고하게 해주고 문제해결력을 신장시킴을 알 수 있었다. 하지만 자릿수가 높은 기본적인 사칙연산 문제의 점수 향상에는 크게 영향을 미치지 못함을 알 수 있었다.
- 그러나 사전검사에서 정답률이 가장 낮았던 문제가 사후검사에서도 정답률이 크게 향상되지 않는 것으로 보아 단순히 G러닝 콘텐츠 학습만으로 학생의 부진을 해결하는 데는 한계가 있다는 것을 알 수 있다. 정의적 측면에서 학생의 게임을 활용한 수학학습에 대한 만족도는 높은 편이었으며, 게임을 활용한 수학학습 이후 계산에 대한 자신감이 늘어나고, 수학곤란은 줄어든 것을 알 수 있었다.
- 사전･사후검사에서 정답률이 가장 낮았던 5개 문항은 11, 12, 15, 22, 25번으로 일치하였다. 즉 사전검사에서 정답률이 높았던 7개 문항 중 70%(1, 2, 4, 18, 21번)가 사후검사에서도 가장 정답률이 높았고, 사전･사후검사에서는 정답률이 낮았던 5개 문항이 100% 일치하였다.
- 유희정(2010)은 지능형 튜토링 게임기반 학습콘텐츠 수업이 학습에 미치는 효과를 알아보는 연구를 하였다. 지능형 튜토링 게임기반 학습콘텐츠를 적용한 수업과 기존에 구현된 논리식 간소화 학습 코스웨어를 적용한 수업, 그리고 전통적인 강의식 수업을 실시하여 학업성취도와 학습태도를 비교한 결과 지능형 튜토링 게임기반 학습콘텐츠를 적용한 수업이 학업성취도 향상과 학습태도에 효과적인 것으로 나타났다. 위정현과 송인수(2011)는 초등학생들을 대상으로 한 수학 학습에서 학습도구로서 G-러닝 콘텐츠를 활용함으로써 학생들의 수학성취도 향상에 효과가 있음을 주장하였다.
- 총 25개의 문항을 100점 만점으로 환산한 결과 사전검사 평균은 49.3점이었고 사후검사 평균은 64.7점으로 약 15점이 상승하였다. 사전･사후검사 평균의 차를 유의 수준 1%에 대하여 대응표본 t-검정한 결과 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다.
- 한편 문제해결력을 요구하는 20~25번 문항의 경우 사전검사에 비해 사후검사의 점수가 유의미하게 향상되었다. 해당 문제는 복잡한 계산을 요구하진 않지만 사칙연산의 기본 원리가 응용된 난이도가 높은 문제로서 24번은 0.
후속연구
- 이에 대한 지속적인 연구와 지원도 필요하다. 넷째, 정의적 측면에 대한 연구는 좀 더 체계적인 연구를 통해 G-러닝이 학생의 수학학습의 정의적인 면에서 미치는 영향, 수학 곤란 해소와의 연관성, 수학 게임의 학습 외적 영향 등에 대해서도 자세히 알아볼 필요가 있다. 다섯째, 앞으로 수학콘텐츠의 정교화 및 학생들의 심리연구 등에 대한 보다 장기간의 연구와 보다 광범위한 연구로 효과성을 검증하고 이를 현장에 적용하면서 보다 개선된 교수 학습 방법을 찾아 나갈 필요가 있다.
- 넷째, 정의적 측면에 대한 연구는 좀 더 체계적인 연구를 통해 G-러닝이 학생의 수학학습의 정의적인 면에서 미치는 영향, 수학 곤란 해소와의 연관성, 수학 게임의 학습 외적 영향 등에 대해서도 자세히 알아볼 필요가 있다. 다섯째, 앞으로 수학콘텐츠의 정교화 및 학생들의 심리연구 등에 대한 보다 장기간의 연구와 보다 광범위한 연구로 효과성을 검증하고 이를 현장에 적용하면서 보다 개선된 교수 학습 방법을 찾아 나갈 필요가 있다.
- 둘째, 학습부진 문제를 해결하기 위해서는 정답에 대한 단순한 피드백뿐만 아니라 문제와 관련된 수학적 개념과 원리를 학습하는 과정이 동반되어야 하며, 이를 위하여 게임 안에 수학적인 원리를 학습할 수 있는 프로그램의 구성도 고려할 필요가 있다. 셋째, G-러닝의 원활한 사용을 위해서는 프로그램의 완성도를 높일 필요가 있고 이를 활용하는 하드웨어나 주변적인 환경도 학생들에 적절하게 구성할 필요가 있다. 이에 대한 지속적인 연구와 지원도 필요하다.
- 연구결과를 바탕으로 한 시사점은 첫째, 다양하고 흥미있는 지속적인 콘텐츠 개발 및 적용 방안을 연구하여 일반 수업 및 보충 수업 등에 G-러닝 콘텐츠를 병행하여 사용하여 수학 학습에 대한 효율성을 높여줄 필요가 있다. 둘째, 학습부진 문제를 해결하기 위해서는 정답에 대한 단순한 피드백뿐만 아니라 문제와 관련된 수학적 개념과 원리를 학습하는 과정이 동반되어야 하며, 이를 위하여 게임 안에 수학적인 원리를 학습할 수 있는 프로그램의 구성도 고려할 필요가 있다.
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